北京市东城区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

北京市东城区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

1．（2022·北京东城·统考二模）用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

（1）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为________（用字母、表示）；

（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是________（选填字母代号）；

A．将钢球换成塑料球

B．当摆球经过平衡位置时开始计时

C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放

D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g

（3）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是________（选填字母代号）；

A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长

B．把摆线的长度记为摆长

C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动

D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次

（4）某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为（）（,）如图所示。由图可计算出重力加速度________。

2．（2022·北京东城·二模）在“练习使用多用电表”的实验中，某同学进行了如下操作和思考。

（1）利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“×100”测量时发现指针示数如图所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项中合理的步骤为____________（选填字母代号并按操作顺序排列）；

A．将选择开关旋转到欧姆挡“×1k”的位置

B．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置

C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“”

（2）该同学想进行如图所示的操作，下列说法正确的是____________（选填字母代号）；

A．图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压

B．图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流

C．图丙中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻

D．图丁中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可观察到此时欧姆表示数很小

（3）该同学在实验室找到一个的电容器，他认为电容器是彼此绝缘的两个极板构成，用欧姆表两个表笔分别与电容器的两电极相连，欧姆表的指针不会发生偏转。该同学准备验证自己的想法，用欧姆表的“×10”挡，将红、黑两表笔分别与该电容器的两电极相连。请你分析该同学会看到什么现象，并说明依据_______。

3．（2021·北京东城·二模）某同学测量电动玩具电池的电动势和内电阻。

（1）如图甲所示，将导线一端与O连接，另一端分别在a、b两处试触，发现安培表的示数几乎不变，伏特表的示数变化比较明显，为了减小实验误差，实验测量时应选择连接______（选填“a”或“b”）点的电路。

（2）图甲中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于______（选填“最左端”、“最右端”、“中间位置”）。

（3）图乙是根据实验数据绘制的图线，根据图线求得被测电池组的电动势______V（结果保留三位有效数字），内阻______Ω（结果保留三位有效数字）。

4．（2021·北京东城·二模）如图1所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止释放，A球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，将A球仍从位置C由静止释放，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。

（1）下列说法中正确的有______（选填选项前的字母）。

A．安装轨道时，轨道末端必须水平

B．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度

C．实验中两个小球的质量应满足m1<m2

D．除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表

E.未放B球时，A球落点的平均位置是P点

（2）实验中，测量出两个小球的质量、，测量出三个落点的平均位置与O点距离OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。

（3）某实验小组设计用上述装置来研究碰撞前后动能的变化，实验方案如下：如图3所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球A和硬塑料球B进行实验，测量出A、B两个小钢球的质量、，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为O＇，用刻度尺测量、、到O＇的距离分别为y1、y2、y3。

a. 在实验误差允许范围内，若满足关系式_________（用所测物理量的字母表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。

b. 在分析操作可行性时发现，按此种方法操作，有非常大的可能无法得到碰撞后A球的落点，请分析原因。_______

5．（2020·北京东城·二模）某同学用如图甲所示的实验装置，通过重物自由下落运动验证机械能守恒定律。

(1)实验过程中他进行了如下操作，其中操作不当的步骤是_____；

A．将打点计时器接到直流电源上

B．先释放纸带，后接通电源

C．在纸带上选取适当的数据点，并测量数据点间的距离

D．根据测量结果计算重物下落过程中减少的重力势能及增加的动能

(2)图乙是正确操作后得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为sA、sB、sC。已知重物质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量________，动能的增加量________；

(3)利用同一条纸带上的多个数据点进行计算并将计算结果填入下表（为便于比较，表中数据均保留一位小数）。分析数据后他发现表中的与之间存在差异，认为这是由于阻力的影响造成的。他的观点是否正确？请说明你的观点及判断依据_______________。

6．（2020·北京东城·统考二模）同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。

(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是__________；

A．将单缝向双缝靠近

B．将屏向靠近双缝的方向移动

C．将屏向远离双缝的方向移动

D．使用间距更小的双缝

(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮纹中央到第n条亮纹中央间距离为x，则单色光的波长_________；

(3)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_________；

A．屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹

B．屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹

C．屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹

D．屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹

(4)随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识。现在我们知道光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置_________（选填“可以”或“不可以”）预测；

②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。请说明你的观点及依据________________。

7．（2020·北京东城·二模）温度有时能明显地影响导体的导电性能。

(1)在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出导体的伏安特性曲线。如图甲所示为某导体的伏安特性曲线。

①由图甲可知，随着电压升高，该导体的电阻逐渐____（选填“变大”或“变小”）；

②若将该导体与电动势，内阻的电源、阻值的定值电阻连接成图乙所示电路，电路闭合后导体的实际功率为________________；

(2)如图丙所示为一个简单恒温箱的温控装置的原理电路图，电磁铁与热敏电阻R、滑动变阻器串联接在电源E两端。当通过电磁铁的电流大于或等于15mA时，吸引衔铁，使触点断开，加热器停止工作。已知电磁铁的电阻，热敏电阻在不同温度下的阻值如下表所示：

①现有下列实验器材可供选择：电源E1（电动势为3V，内阻1Ω）、电源E2（电动势6V，内阻2Ω）、滑动变阻器R1（0~500Ω）、滑动变阻器R2（0~2000Ω）。为使该装置实现对之间任意温度的控制且便于调节，电源E应选用_________（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器应选用_________（选填“R1”或“R2”）；

②如果要使恒温箱内的温度保持在50°C，滑动变阻器连入电路的阻值为多少？________________

参考答案：

1．          B     BC    

【详解】（1）[1]在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为

（2）[2]A．将钢球换成塑料球，会增加阻力的影响从而增加误差，选项A错误；

B．当摆球经过平衡位置时开始计时，可减小测定周期产生的误差，选项B正确；

C．单摆的摆角要小于5°，否则就不是简谐振动了，则把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放，会增加实验误差，选项C错误；

D．应该至少测量30次全振动的时间测量周期，用记录一次全振动的时间作为周期误差会较大，选项D错误。

故选B。

（3）[3]根据

可知

若测得的重力加速度g值偏小，则

A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长，则L测量值偏大，则测得的g偏大，选项A错误；

B．把摆线的长度记为摆长，则L测量值偏小，则测得的g偏小，选项B正确；

C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动，则实际摆长变大，计算所用的摆长偏小，则测得的g偏小，选项C正确；

D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次，则周期测量值偏小，则测得的g偏大，选项D错误；

故选BC。

（4）[4]若摆球重心在球心以上x处，则

解得

则图像的斜率为

解得

2．     BDC     AB##BA     见解析

【详解】（1）[1]欧姆挡测电阻时指针偏转角度过大，是由于挡位过大，需选取小挡位，进行欧姆调零后再测阻值，故顺序为：BDC；

（2）A．图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压，故A正确；

B．图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流，故B正确；

C．测量小灯泡电阻时，小灯泡必须与外部电路断开，故C错误；

D．由图结合欧姆表的内部电路可知，二极管两端为负向电压，此时二极管电阻无穷大，可观察到此时欧姆表示数很大，故D错误。

故选AB。

（3）[3]会看到欧姆表指针先向右偏转，然后缓慢回到最左端；

现象解释：

①多用电表欧姆挡电路中有电源，与电容器连接时，电源给电容充电，回路中有电流，指针向右偏转；

②电容器充电过程中，电流逐渐减小至0，指针缓慢回到最左端。

3．     b     最右端     3.00     1.00

【详解】（1）[1]安培表的示数几乎不变，伏特表的示数变化比较明显，说明电压表在电路中的分流不明显，而电流表的分压作用明显，为减小误差应选择接在b点电路。

（2）[2]为了滑动变阻器对电路有更好的保护作用，闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，所以滑片应该置于最右端。

（3）[3][4]由

结合图像可知

4．     AE     m1 x2= m1 x1+ m2 x3          当入射小球A与被碰小球B碰撞后分别做平抛运动时，由于被碰小球B的速度大，会先打到竖直墙上，之后会被墙壁反弹，由于竖直方向上两球运动基本同步，因此B反弹后的运动过程中有非常大的可能与入射小球A再次相碰。

【详解】(1)[1] A．为使小球离开斜槽后做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平，故A正确；

B．小球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球的水平位移与初速度成正比，可以用水平位移代替其初速度，实验不需要测量小球的运动时间，不需要测出斜槽末端距地面的高度，故B错误；

C．为了防止入射球反弹，应使入射球的质量大于被碰球的质量；故C错误；

D．本实验不需要测量时间，不需要秒表，故D错误；

E．未放B球时，A球落点的平均位置是P点，故E正确；

(2)[2] 碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：

小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，

即

(3) a. [3]平抛运动，水平方向上

，

要验证动能相等需满足

水平方向位移x相同，整理得

b.[4] 当入射小球A与被碰小球B碰撞后分别做平抛运动时，由于被碰小球B的速度大，会先打到竖直墙上，之后会被墙壁反弹，由于竖直方向上两球运动基本同步，因此B反弹后的运动过程中有非常大的可能与入射小球A再次相碰。

5．     AB     mgsB          不正确，如果是由于阻力造成的差异，应该大于

【详解】(1)[1]A．打点计时器应使用交流电源才能工作，故将打点计时器接到直流电源上，则A操作不当，A项符合题意；

B．打点计时器启动瞬间打点不稳定，则应先接通电源，后释放纸带，故B操作不当，B项符合题意；

C．为了减小测量产生的偶然误差，则在纸带上选取适当的数据点，并测量数据点间的距离，故C项操作适当，C项不合题意；

D．为了验证机械能守恒，需要根据测量结果计算重物下落过程中减少的重力势能及增加的动能，故D项操作适当，D项不合题意。

本题选操作不当的故选AB。

(2)[2]根据O点到B点重力做正功，重力势能的减少量为

[3]B点的速度为

O点为起始点，瞬时速度为零，则从O点到B点增加的动能为

(3)[4]根据表格数据可得，则认为差异是由于阻力的影响造成的观点不正确；如果是由于阻力造成的差异，应该大于。

6．     B          D     不可以     见解析

【详解】(1)[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为

为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B正确，ACD错误。

故选B。

(2)[2]第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为：

则单色光的波长为：

(3)[3]如果没有插滤光片，各种颜色的光都会发生干涉，在光屏的中央出现白色条纹，两边是彩色条纹，故D正确，ABC错误。

故选D。

(4)①[4]在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点不可以预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波；

②[5]只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能。根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关。因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变。

7．     变大     0.2W     E2     R1     270Ω

【详解】（1）①[1]图甲中曲线上任意一点与坐标原点连线的斜率的倒数是该导体的电阻，随着导体两端电压的增加，图像上的点与坐标原点的连线的斜率变小，斜率的倒数变大，则电阻变大。

②[2]在乙图中，将阻值的电阻视为电源内阻的一部分，则电源电动势，内阻，并在图甲中画出电源的伏安特性曲线如图1

由图1可知，交点即为导体的工作状态，此时导体两端电压U1=1.0V，电流I1=0.2A,由

（2）①[3]如果选择电源E1，在温度等于30°C时，电流约等于

电流太小无法正常工作，故只能选择E2。

[4]已知电源E2（电动势6V，内阻2Ω），工作电流约15mA，可知电路总电阻约为

总电阻为400Ω，故选择滑动变阻器R1（0~500Ω）即可满足要求。

②[5]由题知，50°C时热敏电阻的阻值

根据闭合电路欧姆定律

解得滑动变阻器连入电路的阻值为270Ω。